(57)【要約】導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体及びその製造方法を提供する。導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体１は、多孔質体２と多孔質体２上に配設される導電性高分子からなるパターン３とを備えている。多孔質体２は好ましくはゲルであり、導電性高分子からなるパターン３にはドーパントが添加されていてもよい。導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１において、ゲル２として例えばアガロースゲルを、導電性高分子からなるパターン３としてＰＥＤＯＴ電極３Ａを用いた場合、細胞刺激用の電極として使用することができる。導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１は、電解重合法を用いて製造することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質体と、該多孔質体上に配設される導電性高分子からなるパターンと、を備えたことを特徴とする、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項２】
前記多孔質体はゲルであることを特徴とする、請求項１に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項３】
前記ゲルの含水率が７０〜９９％であることを特徴とする、請求項２に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項４】
前記ゲルは、ハイドロゲルからなることを特徴とする、請求項２又は３に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項５】
前記ハイドロゲルは、アガロースゲル、コラーゲン、グルコンマンナン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート、ポリビニルピロリドンの何れかであることを特徴とする、請求項４に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項６】
前記導電性高分子は、ＰＥＤＯＴ、ポリピロール、ポリアセチレンの何れかであることを特徴とする、請求項１に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項７】
前記導電性高分子にはドーパントが添加されていることを特徴とする、請求項１又は６に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項８】
前記導電性高分子の導電率は、１０Ｓ／ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項１、６、７の何れかに記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項９】
作用電極となる電極パターンを形成し、
上記作用電極パターンを導電性高分子の原料を含有した電解質液中に挿入し、
多孔質体を上記作用電極パターン上に載置し、
所定時間電解重合を行うことによって、上記多孔質体上と上記電極パターンとの間に導電性高分子からなるパターンを析出し、
上記電極パターンから上記多孔質体を剥離することによって、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体を得ることを特徴とする、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記導電性高分子の原料は、該導電性高分子のモノマーであることを特徴とする、請求項９に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記電解重合の後、前記作用電極に負及び正の電圧を交互に少なくとも１回以上印加することを特徴とする、請求項９又は１０に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記電解質液に、さらにドーパントを含有させることを特徴とする、請求項９〜１１の何れかに記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記ドーパントとしてＫＮＯ３を用いることを特徴とする、請求項１２に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記導電性高分子からなるパターンの最小線幅を、前記作用電極となる電極パターンの最小線幅よりも１μｍ〜１０μｍ広く形成することを特徴とする、請求項９〜１３の何れかに記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は導電性高分子からなるパターンとして、例えば電極を多孔質体上に形成した多孔質構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、体内埋め込み型の医療器具や神経刺激用電極のように、生体システムを直接制御するデバイスの研究が盛んに行われている。しかし、人工デバイスと生体システムの界面は、その構成材料の違いや物理特性や化学特性の大幅な違いにより様々な問題を抱えている。例えば、金属電極を用いて細胞に電気刺激を与える場合、溶出した金属イオンの毒性や電気分解で生じる気泡によって、細胞に損傷を与えてしまう。【０００３】
このような問題を軽減するために、効率的な情報伝達が可能で、かつ、高い生体適合性を有している材料で界面、即ちバイオインターフェースを構築することが重要である。生体適合性を有する材料の一つとして、高い柔軟性と大きな界面容量を有した導電性高分子がある。例えば、細胞の電気刺激においては、生体適合性に優れた導電性高分子を金属表面に被覆することで効率的な細胞刺激が実現されている。【０００４】
筋肉細胞のような伸縮運動を行う細胞にとって、金属やガラスといった硬い材料は、その伸縮運動を制限するだけでなく、伸縮に伴って細胞の接着が困難になるという問題も生じる。【０００５】
そのため、人工デバイスに使用される材料には、生体組織により近い柔軟な材料が求められている。この一例としてアガロースゲルやフィブリンゲル、コラーゲンゲルなどのハイドロゲルが挙げられる。これらハイドロゲルは、固体状でありながら大量の水分を保持でき柔軟であることから、固体電解質として応用が進められている（特許文献１〜３参照。）更にハイドロゲルの中には優れた生体適合性を有するものもあり、細胞培養基板やバイオリアクターなどに利用されている。【０００６】
ハイドロゲルなど多孔質材料の表面や内部で導電性高分子を電解重合する技術としては、ミシガン大学で行われたポリピロールの電解重合法がある（非特許文献１参照）。非特許文献１では、ゲルで被覆した電極上で重合したポリピロールがゲルの繊維を足場として三次元的に成長していくことを確認し、神経刺激用電極としての性能が向上することが示されている。しかしながら、非特許文献１のゲルで被覆した電極、ゲル及び導電性高分子は一体の構成であり、伸縮性のある電極は得られていない。【０００７】
導電性高分子のパターニングには、レジストを用いたリソグラフィー法（特許文献４参照）、マイクロコンタクトプリント法（非特許文献２参照）、走査型電顕法（非特許文献３参照）、光化学反応法（非特許文献４参照）、スクリーン印刷法（非特許文献５参照）、インクジェット法（特許文献５、非特許文献６参照）、キャピラリー法（非特許文献７参照）、転写法（非特許文献８参照）、ディップ・ペン法（非特許文献９参照）など多くの方法が提案されている。これらの技術は、何れもガラス等の剛直な基板上に導電性高分子のパターニングを行う方法であるので、ゲルのような含水性多孔質材料には適用できない。【０００８】
ここで、ゲルのような含水性多孔質材料で電解質を含む多孔質材料としては、アガロースゲルやフィブリンゲルなどのゲル素材が挙げられる。このような電解質のゲルは含水性が高いため、インクジェットプリンタによる分散液塗布などの既存の公知技術ではパターン印刷が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２９０２８６号公報
【特許文献２】特開２００１−４０６号公報
【特許文献３】特開２００３−３４６５５４号公報
【特許文献４】特表２０００−５０５２４９号公報
【特許文献５】特表２００７−５３４１６２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Dong-Hwan Kim, David C. Martin, J, Biomed Mater Res, 2004
【非特許文献２】U. Zschieschang, H. Klauk, Adv. Mater, 15, 1147, 2003
【非特許文献３】W. Schuhmann, C. Kranz, Biosensors & Bioelectronics, 12, 1997
【非特許文献４】J. Yu, Y. Abley, C. Yang, Chem. Commun, 1503, 1998
【非特許文献５】Z. Bao, J. A. Rogers, H. E. Katz, J. Mater. Chem, 9, 1895, 1999
【非特許文献６】B. Chen, T. Cui, Y. Liu, K. Varahrmanyan, Solid-state Electron., 47, 841, 2003
【非特許文献７】W. S. Beh, I. T. Kim, D. Qin, Y. Xia, Adv. Mater, ll, 1038, 1999
【非特許文献８】T. Granlund, T. Nyberg, L. S. Roman, M. Svensson, Adv. Mater, 12, 269, 2000
【非特許文献９】B. W. Maynor, S. F. Filocamo, M. W. Grinstaff, J. Am. Chem. Soc, 124(4), 522, 2002
【非特許文献１０】普及版  ゲルハンドブック, エヌ・ティー・エス, 2003
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の導電性高分子の既存のパターニング法は、ガラス等の乾燥した剛直な基板を対象としており、含水性の高い多孔質材料への電極形成等の機能を付与することができなかった。【００１２】
本発明は、上記課題に鑑み、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体及びその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記第１の目的を達成するため、本発明の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体は、多孔質体とこの多孔質体上に配設される導電性高分子からなるパターンとを備えたことを特徴とする。【００１４】
上記構成において、多孔質体は好ましくはゲルである。ゲルの含水率は、好ましくは７０〜９９％である。このゲルは、ハイドロゲルからなっていてよく、とくに好ましくはアガロースゲル、コラーゲン、グルコンマンナン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート、ポリビニルピロリドンの何れかである。
導電性高分子は、ＰＥＤＯＴ、ポリピロール、ポリアセチレンの何れであってもよく、導電性高分子には、好ましくはドーパントが添加されている。導電性高分子の導電率は、好ましくは１０Ｓ／ｃｍ以上である。【００１５】
上記第２の目的を達成するため、本発明の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法は、作用電極となる電極パターンを形成し、作用電極パターンを導電性高分子の原料を含有した電解質液中に挿入し、多孔質体を上記作用電極パターン上に載置し、所定時間電解重合を行うことによって多孔質体と電極パターンとの間に導電性高分子からなるパターンを析出させ、電極パターンから多孔質体を剥離することによって、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体を得ることを特徴とする。【００１６】
上記構成において、導電性高分子の原料は、好ましくは導電性高分子のモノマーで成っていて、好ましくは、電解重合の後、作用電極に負及び正の電圧を交互に少なくとも１回以上印加する。
電解質液は、さらにドーパントを含有しており、このドーパントはＫＮＯ３であってよい。
導電性高分子からなるパターンの最小線幅は、作用電極となる電極パターンの最小線幅よりも１μｍ〜１０μｍ広く形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体によれば、柔らかいゲル等の多孔質体の表面に導電性高分子からなるパターンの形成を可能とする。【００１８】
本発明の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法によれば、電解重合によって柔らかいゲル等の多孔質体の表面に導電性高分子からなるパターンの形成を可能とする。電解重合及び導電性高分子へのドーパントのドープや脱ドープは電気的に制御可能で、基板修飾や特別な装置を必要とせず、ゲル等の表面に柔軟な電極を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の構造を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図２】導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法の一例を順次に示す概略図である。
【図３】電解重合法に用いる電解重合装置の構成を示す模式図である。
【図４】電解重合装置の電極構成を示す模式図である。
【図５】ポテンシオスタットの作用電極（ＷＥ）の電極パターンの例を示し、それぞれ、（Ａ）がラインパターンを、（Ｂ）が格子形状のパターンを示している。
【図６】ゲル剥離用電源から作用電極に印加される電圧波形を示す図である。
【図７】ゲル剥離用電源から作用電極に電圧が印加されたときの作用電極と導電性高分子からなるパターンとゲルの断面を示すもので、それぞれ（Ａ）は正電圧が印加されたとき、（Ｂ）は負電圧が印加されたときを示す図である。
【図８】（Ａ）は、電解重合後に正負電圧印加を３周期行って形成した実施例１の導電性高分子からなるラインパターンを備えた多孔質構造体１の光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図である。
【図９】（Ａ）は図８の導電性高分子からなる格子状のラインパターンを拡大した光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図、（Ｃ）は（Ａ）の拡大光学像である。
【図１０】ＰＳＳをドーパントとして転写を行った結果を示す図である。
【図１１】導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体を示す図であり、それぞれ（Ａ）は電解重合時間が１０分を、（Ｂ）は電解重合時間が６０分の転写の様子を示す。
【図１２】電解重合時間と剥離工程の体積変化回数との関係を示す図である。
【図１３】筋管細胞ゲルシートの写真と転写された細胞のパターンを示す図である。
【図１４】導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体を用いた筋管細胞の電気刺激を説明する模式図である。
【図１５】筋管細胞ゲルシートの電気刺激を光学顕微鏡で観察した様子を示す図であり、それぞれ（Ａ）は筋管細胞ゲルシートを、（Ｂ）は筋管細胞ゲルシートと、ＰＥＤＯＴ電極との接触部を示している。
【図１６】（Ａ）は実施例２の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図である。
【図１７】（Ａ）は実施例３の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図である。
【図１８】（Ａ）は実施例４の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１：導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体
２：多孔質体
３：導電性高分子からなるパターン
３Ａ：ＰＥＤＯＴ電極
１０：電解重合装置
１１：電解質液
１１Ａ：電解質水溶液
１２：容器
１３：作用電極
１４：対極
１５：参照電極
１７：ポテンシオスタット
１９：基板
２１：電流計
２２：直流電源
２３：電圧計
２５：作用電極の電極パターン
２７：ゲル剥離用電源
３０：筋管細胞ゲルシート
３２：アクリル板
３３：Ｐｔ電極
３４：電気刺激装置
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を具体的に説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態として、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１の構造を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
図１（Ａ）に示すように、本発明の導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１は、多孔質体２とこの多孔質体２上に配置された導電性高分子からなるパターン３とから構成されている。
ここで、多孔質体２は多孔質材料からなり、ゲルやハイドロゲル等が挙げられる。
【００２２】
ゲル２Ａとは、「あらゆる溶媒に不溶な三次元網目構造を持つ高分子及びその膨潤体」と定義されており、温度やｐＨの変化により形成される網目が溶媒の流出を抑えることで、内部に多量の溶媒を保持することができる物質形態である（非特許文献１０参照）。この溶媒として水を保持したものをハイドロゲル２Ａと呼び、非常に優れた吸水性を示す。現在存在している多くの天然物質や合成されたゲル２、即ち合成ゲルは水を包含していることから、通常、ゲル２といった場合には水媒体であるハイドロゲル２Ａを示すことが多い。また、我々人間の体も６０％以上が水分ということで、広義のハイドロゲル２Ａと考えることもできる。このため、ハイドロゲル２Ａは生体適合性に優れた材料として認識されている。実際、ハイドロゲル２Ａには生物由来のものが多い。例えば、海藻由来の寒天培地は、１００年以上の歴史を有している。
【００２３】
多孔質体２に用いるハイドロゲルとしては、下記の化学式（１）で表されるアガロースゲルなどが挙げられる。このような多孔質材料の含水率は例えば７０〜９９％とすることができる。このような多孔質材料の含水率が７０％以下では、導電性高分子の原料やドーパントの拡散が阻害されるため好ましくない。逆に、多孔質材料の含水率は高いほど生体との適合性が高まり望ましいが、９９％以上では構造の保持が困難になる。
【化１】
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アガロースゲル２Ａは寒天の主成分をなす非常にゲル化力の強い中性多糖であり、化学式（１）に示されるように、Ｄ−ガラクトースと３，６−アンヒドロ−Ｌ−ガラクトースの繰り返し構造からなる。
【００２４】
アガロースゲル２Ａは、イオン交換水にアガロース粉末を加え、所定濃度のアガロース溶液を作製し、アガロース溶液が沸騰するまで加熱してゾル状態とし、このゾル状溶液を型に流し、静置してゲル化するまで冷却する。例えば室温まで冷却すれば、容易に作製することができる。
【００２５】
多孔質体２に用いるゲルとしては、アガロースゲル２Ａ以外の材料として、コラーゲン、グルコンマンナン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールやソフトコンタクトレンズ用ゲル等を用いることができる。ソフトコンタクトレンズ用ゲルとしては、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート（Ｐｏｌｙ−ＨＥＭＡ）、ポリビニルピロリドンが挙げられる。
【００２６】
導電性高分子からなるパターン３に用いる導電性高分子としては、下記化学式（２）で表されるポリアセチレン、下記化学式（３）で表されるポリピロール、下記化学式（４）で表されるポリエチレンジオキシチオフェン（poly(ethylenedioxy)thiophene、以下ＰＥＤＯＴと呼ぶ。）等を使用することができる。この他にも導電性高分子として、ポリチオフェン、ポリビチオフェン、ポリイソチオフェン、ポリドデシルチオフェン、ポリイソナフトチオフェン、ポリ−３−ヘキシルチオフェン、ポリアニリン、ポリイソチアナフテン、ポリチアジル、ポリフェニレン、ポリフルオレン、ポリジアセチレン、ポリアセン、ポリパラフェニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリフェニレンスルフィドなどを用いることができる。
【化２】
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【化３】
2011118800.tif 000005
【化４】
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【００２７】
導電性高分子には、導電性高分子の導電率や導電型を制御するためにさらに、不純物（以下、ドーパントと呼ぶ。）が添加されてもよい。このようなドーパントとしては、下記化学式（５）で表されるポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ、（poly(styrene sulfonic acid)、以下ＰＳＳと呼ぶ。）や硝酸カリウム(ＫＮＯ３)を用いることができる。他にもドーパントとしてハロゲン類（Ｂｒ、Ｉ、Ｃｌなど）、ルイス酸（ＢＦ３、ＰＦ５など）、プロトン酸（ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４など）、遷移金属ハライド（ＦｅＣｌ３、ＭｏＣｌ５など）、アルカリ金属（Ｌｉ、Ｎａなど）、有機物質（アミノ酸、核酸、界面活性剤、色素、アルキルアンモニウムイオン、クロラニル、テトラシアノエチレン、7.7.8.8.-テトラシアノキノジメタンなど）などがある。
【化５】
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【００２８】
導電性高分子からなるパターン３は、線状や二次元あるいは３次元のパターンとすることができる。導電性高分子としては、パターン３の抵抗の所望値に応じて導電率が１０Ｓ（シーメンス）／ｃｍ以上の導電性高分子を使用することができる。
導電性高分子の導電率が１０Ｓ／ｃｍ以下では、導電性高分子からなるパターン３の抵抗が大きくなるので好ましくない。逆に、導電性高分子の導電率は、パターン３の抵抗が小さくなるので高くても差し支えはない。
【００２９】
本発明の導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１は、有機物のみで構成されたゲルのような多孔質体２上に導電性高分子からなるパターン３が配設されている。導電性高分子からなるパターン３は、電極として機能させることができる。つまり、ゲル２の表面に導電性高分子からなるパターン３を形成した場合には、生体適合性の高いフレキシブルな電極を提供できる。
【００３０】
さらに、本発明の導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１は、バイオ医療分野における各種デバイスの生体インターフェース部にも利用することができる。材料の生体適合性や可逆な生化学ドーピングを生かした応用としては、電極パッド、細胞培養足場、バイオセンサーや高分子アクチュエータ、細胞や組織と同期して伸縮可能な細胞刺激システムへ適用することができる。導電性高分子からなるパターン３は、生体適合性のある電極パッドとして、例えば脳波や心電図測定用の電極等に使用することができる。この電極パッド１は極めて微細なパターンとすることができるので、例えば脳波測定の分解能を向上させることができる。また、導電性高分子の特徴である大きな界面容量や柔軟性を生かしたメタルフリーの有機エレクトロニクスの分野や、各種の電池や燃料電池の作製技術にも転用可能である。
【００３１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態として、導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１の製造方法について説明する。
図２は、導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１の製造方法の一例を順次に示す概略図であり、図３は、電解重合法に用いる電解重合装置１０の構成を示す模式図、図４は、電解重合装置１０の電極構成を示す模式図である。
図２（Ａ）に示すように、容器１２に導電性高分子を含む電解質液１１を入れる。電解質液１１中の導電性高分子としては、導電性高分子の原料を使用することができる。導電性高分子の原料としては、導電性高分子のモノマーを使用できる。モノマーは単量体とも呼ばれ、導電性高分子の基本構造の構成単位である。電解質液１１は、例えば電解質水溶液１１Ａである。導電性高分子を含む電解質液１１には、導電性高分子にドーピングを行うための不純物（ドーパントと呼ぶ。）を添加してもよい。この電解質液１１は、所謂三つの電極を用いたポテンシオスタット１７により電解質液１１に電圧が印加されるように構成されている。以下の説明では、電解質液１１を電解質水溶液１１Ａとして説明する。
【００３２】
図３に示すように、電解重合装置１０は、電解質水溶液１１を収容する容器１２と、電解質水溶液１１に挿入される作用電極（ＷＥ）１３、対極（ＣＥ）１４及び参照電極（ＲＥ）１５と、これらの作用電極１３、対極１４及び参照電極１５に電圧を印加するためのポテンシオスタット１７とを含んで構成されている。容器１２は、作用電極１３が形成される基板１９上に配置されてもよい。
【００３３】
図４に示すように、電解重合装置１０において、作用電極１３と対極１４とは、電流計２１を介して直流電源２２が接続され、電解質水溶液１１Ａに電解電圧が印加される。図示の場合、作用電極１３には正電圧が印加され、対極１４には負電圧が印加される。参照電極１５は、電圧計２３を介して対極１４に接続されている。つまり、参照電極１５がポテンシオスタット１７に接続され、参照電極１５を基準に作用電極１３の電位が制御される。このときに作用電極１３を流れる電流が電流計２１によって測定される。この電流が電解質水溶液１１Ａを流れる電解電流である。
【００３４】
作用電極１５の電極パターン２５には、ゲル２に形成する所定のパターンが形成されている。図５は、ポテンシオスタットの作用電極１３の電極パターン２５の例を示す図であり、それぞれ、（Ａ）がラインパターンを、（Ｂ）が格子形状のパターンを示している。
【００３５】
次に、図２（Ａ）に示す工程に続いて、図２（Ｂ）に示すように電解質水溶液１１Ａに多孔質体２としてゲルを挿入する。
そして、図２（Ｃ）に示すように電解質水溶液１１Ａに電圧を印加して、電解重合を行い、多孔質体２と作用電極１３との間に導電性高分子からなるパターン３を形成する。電解重合時間が所定時間経過した後、つまり、導電性高分子からなるパターン３が所定の厚さになったときに電解質水溶液１１Ａへの電圧印加を停止する。この状態で、ゲル２を作用電極１３から剥離することによって、導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１を製造することができる。つまり、作用電極１３の電極パターン２５は、導電性高分子からなるパターン３としてゲル２の表面に転写される。
【００３６】
本発明の導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１には、作用電極１３の電極パターン２５が転写されるので、原理的には作用電極１３の電極パターン２５の最小線幅（最小ライン幅とも呼ぶ。）が導電性高分子からなるパターン３の最小線幅となる。作用電極１３の電極パターン２５の最小線幅は、電子線露光等を用いて作製した場合には１０ｎｍ程度となる。このため、作用電極１３の電極パターン２５によってパターニングされる導電性高分子のパターン３のライン幅を制御できることも、電解重合法を用いた特徴の一つである。パターンニングされた導電性高分子３の線幅つまりライン幅は、作用電極１３の電極パターン２５の最小線幅が１０μｍの場合には、１０μｍ以上の任意の値とすることができる。
【００３７】
作用電極１３の電極パターン２５がゲル２の表面に転写される場合、この転写パターン即ち導電性高分子からなるパターン３のライン幅は、基板１９上に形成された作用電極１３の電極パターン２５のライン幅よりも１μｍ〜１０μｍ程度大きく、つまり幅の広いパターンとすることができる。導電性高分子からなるパターン３のライン幅が１μｍ以下では、導電性高分子からなるパターン３の厚さが薄くなるので好ましくない。逆に、導電性高分子からなるパターン３のライン幅が１０μｍ以上では導電性高分子からなるパターン３が厚くなり柔軟性が低下するので好ましくない。
【００３８】
電解重合法を用いてゲル２上に形成される導電性高分子からなるパターン３の膜厚は、電流計２１を流れる電解電流（Ｉ）と、この電解電流を流している時間（ｔ）との積（I×t）で求まる電荷量（単位クーロン）で制御することができる。つまり、電解重合では、導電性高分子からなるパターン３の膜厚は電気的に制御可能という特徴がある。また、作用電極１３上にのみ選択的に成膜できるため、特に被覆に有用な方法である。
【００３９】
図２（Ｃ）に示す電解重合の終了後において、電解重合された導電性高分子はゲル２の内部にも析出しているため、ゲル２が電解重合で析出した導電性高分子からなるパターン３を介して作用電極１３の基板１９と強固に接着している場合がある。この際、ゲル２の内部にまで導電性高分子からなるパターン３が形成され、ゲル２を剥離するとゲル２が部分的に作用電極１３に残る場合がある。つまり、ゲル２が完全に作用電極１３から剥離できなくなる。
なお、電解重合された導電性高分子からなるパターン３は、ゲル２の内部にも析出しているので、図２（Ｃ）では、その状態を誇張して図示している。
【００４０】
ゲル２を作用電極１３から容易に剥離するためには、図２（Ｄ）に示すように、作用電極１３と対極１４との間に所定時間で正と負の電圧を交互に発生することができるゲル剥離用電源２７を印加して剥離することができる。
【００４１】
図６は、ゲル剥離用電源２７から作用電極１３に印加される電圧波形を示す図である。図６の横軸は時間、縦軸は作用電極１３に印加される電圧であり、電圧の正負は参照電極１５を基準としている。図６に示すように、正と負の電圧を一回流す時間を１周期として、所定周期数で交流電圧を作用電極１３に印加することができる。
【００４２】
次に、作用電極１３に正と負の電圧を交互に印加することによって、ゲル２を作用電極１３から完全に剥離できる機構について説明する。
図７は、ゲル剥離用電源２７から作用電極１３に電圧が印加されたときの作用電極１３と導電性高分子からなるパターン３とゲルの断面を示す図であり、それぞれ（Ａ）は正電圧が印加されたとき、（Ｂ）は負電圧が印加されたときを示す。
図７（Ａ）に示すように、導電性高分子からなるパターン３は、電解質水溶液１１Ａ中の陰イオンがドープされた状態で製膜される。この状態では、導電性高分子からなるパターン３は膨張している。
一方、電解重合後に作用電極１３に負の電圧を印加すると、図７（Ｂ）に示すように脱ドープが起こり導電性高分子からなるパターン３は収縮する。逆に、正の電圧を印加すると再び陰イオンがドープされ、導電性高分子からなるパターン３は膨張する（図７（Ａ）参照）。
【００４３】
さらに、ゲル２は柔軟性を有しているため、作用電極１３上の導電性高分子からなるパターン３の収縮運動に伴って収縮することができる。この一連の収縮運動により、導電性高分子からなるパターン３と作用電極１３との間に力が生じ、作用電極１３の表面からのみ導電性高分子からなるパターン３が完全に剥離される。これにより、ゲル２の表面へ導電性高分子からなるパターン３を転写することができる。
【００４４】
図２（Ｄ）及び図７に示したゲル２の剥離方法は、導電性高分子に含有されたドーパントのドープ又は脱ドープ反応による体積変化を用いたものである。上記したゲル２の剥離方法は、ゲル２に形成された導電性高分子からなるパターン３に作用電極１３を介して適切な電圧を印加することによって制御可能な可逆反応である。ゲル２の剥離は、電解質液１１に用いるドーパントの種類、電解重合時の電解電流、電流の印加時間、電解重合後のゲル剥離用電源２７による電圧印加の回数等で制御することができる。
【００４５】
本発明の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体１の製造方法によれば、電解重合法と、電解重合法に用いる作用電極１３に形成した電極パターン２５とを用いてゲル２上に導電性高分子の薄膜からなるパターン３を形成することができる。電解重合法を用いるので、ゲル２上に作用電極１３に形成した電極パターン２５から転写された導電性高分子からなるパターン３の厚さの形態制御を電気的に制御することができる。導電性高分子の電解重合とドープや脱ドープという電気的に制御可能な簡便法で、高含水率の柔らかいゲル２の表面などにも、導電性高分子パターン３を形成することができる。この製造法によれば、作用電極１３上にのみ導電性高分子からなるパターン３を選択的に成膜することができる。このため、特にゲル２上に導電性高分子を被覆するとしても有用な方法である。
【実施例１】
【００４６】
以下、本発明を実施例によってさらに詳細に説明する。
最初に、図３及び図４に示す電解重合装置１０に用いた作用電極１３、対極１４、参照電極１５について説明する。
（作用電極）
作用電極１３は、スライドガラスを基板１９とし、この基板１９上に白金（Ｐｔ）からなる電極パターン２５を、以下に示す一連の半導体微細加工技術を用いて作製した。
図５に示した電極パターン２５は、エマルジョンマスク(２インチ、コニカミノルタ製)を、レーザー描画装置(Heiderberg Instruments製)を用いてマスクを作製した。ここで、電極パターン２５は、図形作成ソフト（AutoCAD2009、Autodesk製)を用いて作成し、レーザー描画装置のデータとした。【００４７】
基板１９にポジ型フォトレジスト(ＡＺ１５００、３８ｃｐ、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製)をスピンコート(４０００ｒｐｍ、３０ｓｅｃ)で被覆し、被覆したポジ型フォトレジストをプリベーク(１００℃、１０ｍｉｎ)した。
次に、ポジ型フォトレジストで被覆されたスライドガラス１９を、上記マスクを使用して紫外線露光装置によって露光した。
次に、露光したポジ型フォトレジストを現像液で処理し、蒸留水で洗浄(３０ｓｅｃ×２)した後、１００℃でポストベークを１０分間行い、ポジ型フォトレジストパターンを形成した。
ここで、レジストパターン作製後にスライドガラス１９上のレジストパターンを形成しない領域にレジストの残渣が生じる場合がある。このような場合には、プラズマアッシャー(LTA101、Yanaco製)を用いて酸素プラズマ処理(１００Ｗ、２分)を行い、基板１９の表面に残留した余剰のレジストを取り除いた。
次に、ポジ型フォトレジストパターンが形成された基板１９上にスパッタ蒸着装置(Ｌ−３５０Ｓ−Ｃ、アネルバ製)を用いて、チタン（Ｔｉ）を５ｎｍ、Ｐｔを５０〜３００ｎｍの順に蒸着して電極層を形成した。
最後に、電極層が蒸着された基板１９を、アセトン、８６％エタノール、イソプロピルアルコール、蒸留水の順で１５分間超音波洗浄して、フォトレジストをリフトオフし、ポジ型フォトレジストパターン上に蒸着された金属層を除去した。これにより、基板１９の表面にＰｔからなる電極パターン２５が形成された作用電極１３を作製した。【００４８】
（対極）
対極１４としては、Ｐｔからなる平板電極を用いた。【００４９】
（参照電極）
参照電極１５として、電位の再現性が良く、製作も取り扱いも容易でコンパクトな形態で利用できる銀／塩化銀電極を用いた。銀／塩化銀電極は、銀線の表面に塩化銀を析出させて形成した。この参照電極１５を、Ａｇ／ＡｇＣｌと表記する。【００５０】
（容器及びアガロースゲルの作製）
最初に、作用電極１３の基板１９上に厚さ２ｍｍのシリコーンシートで作製した容器１２を固定した。この容器１２には底がない。【００５１】
次に、イオン交換水に電気泳動用アガロース粉末(和光純薬製)を加え、２．８重量％（ｗｔ％）のアガロース溶液を作製した。電子レンジ（５００Ｗ）を用いて、アガロース溶液が沸騰するまで加熱してゾル状態とし、ゾル状態の溶液をシリコーンシートで作製した容器１２に注ぎ込み、室温になるまで静置し、ゾル状態の溶液をゲル化した。これにより、所定の形状のアガロースゲル２Ａを作製した。【００５２】
（電解質水溶液１１Ａと電解重合）
電解質水溶液１１Ａとしては、５０ｍＭ（ミリモル）の３，４エチレンジオキシチオフェン（3,4-ethylenedioxythiophen、ＥＤＯＴとも呼ぶ。Sigma社製）と、ドーパントとして１００ｍＭの硝酸カリウム(ＫＮＯ３、和光純薬製)とからなる混合液を用いた。【００５３】
電解重合の電位として、参照電極１５を基準として、１．０Ｖの電圧を電解質水溶液１１Ａに印加した。参照電極１５が上記したようにＡｇ／ＡｇＣｌであって、かつ電解重合の電位が１．０Ｖの場合を、＋１．０ＶＡｇ／ＡｇＣｌと表記する。電解重合時間は、１０〜６０分の範囲で行った。【００５４】
（導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１）
上記の電解重合の後、下記の剥離を施し、種々の導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１を製作した。
電解重合の後、−０．５ＶＡｇ／ＡｇＣｌを１分間印加し、次に＋０．５ＶＡｇ／ＡｇＣｌを１分間印加した。この操作を数回繰り返し、電解重合溶液を捨てて蒸留水で軽くすすいだ。最後にチャンバーを取り外し、ピンセットを使ってアガロースゲル２Ａを作用電極１３の基板１９から剥がした。【００５５】
図８（Ａ）は、電解重合後に正負電圧印加を３周期行って形成した実施例１の導電性高分子からなるラインパターンを備えた多孔質構造体１の光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図である。図８から明らかなように、黒いＰＥＤＯＴのパターン部分が崩れることなくアガロースゲル２Ａへ転写されており、大面積のＰＥＤＯＴからなるパターン部分が、アガロースゲル２Ａに転写されていることが分かる。以下、ＰＥＤＯＴのパターン部分をＰＥＤＯＴ電極３Ａと呼ぶ。
図９（Ａ）は、図８の導電性高分子からなる格子状のラインパターンを拡大した光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図であり、（Ｃ）は（Ａ）の拡大光学像である。図９から明らかなように、ライン幅２５μｍの格子状パターンが崩れることなくアガロースゲル２Ａへ転写されており、線幅が狭くかつ線密度の高い、つまり高密度のＰＥＤＯＴ電極３Ａのパターンが、アガロースゲル２Ａに転写されていることが分かる。【００５６】
（ＰＥＤＯＴへ添加するドーパント依存性）
作用電極１３の電極パターン２５をアガロースゲル２Ａに転写する際、電解重合溶液に用いるドーパントの種類、電解重合時間、電解重合後の電圧印加の回数によって転写の成功率に変化が見られた。【００５７】
（ＰＳＳを添加した電解質水溶液１１Ａ）
ドーパントの比較をするために、ＰＥＤＯＴの分散液のドーパントに用いられているポリスチレンスルホン酸ナトリウム（ＮａＰＳＳ）を用いて、５０ｍＭのＥＤＯＴと２ｍＭのＮａＰＳＳからなる電解質水溶液１１Ａを用意した。電解重合電位は＋１ＶＡｇ／ＡｇＣｌで、電解重合時間は６０分である。電解重合の後に剥離のために、−０．５Ｖと＋０．５Ｖを１分間交互に３回ずつ印加した。【００５８】
ＰＳＳは、化学的安定性が高い、ＰＳＳが添加されて重合したＰＥＤＯＴ膜の電気伝導性がＫＮＯ３をドーパントとした場合と比較して低い、そして分子量が７万と非常に大きい、といった特徴がある。
しかしながら、ＰＳＳをドーパントとして転写を行った結果は図１０に示すように、ＫＮＯ３と同じ条件で電解重合をしても、ＰＥＤＯＴ電極３Ａが作用電極１３から剥がれずにアガロースゲル２Ａが崩れてしまった。これはＰＳＳの分子量が非常に大きいため、重合時にドープされた状態から脱ドープすることができず十分な体積変化が得られなかったことに起因すると考えられる。【００５９】
次に、電解重合時間と、電解重合後の体積変化の回数による比較を行った。この時ドーパントは１００ｍＭのＫＮＯ３を用い１．０Ｖで電解重合を行った。このとき、電解重合時間を１０、１５、２０、３０、６０分間の５つの場合で、電解重合後の電圧印加の回数をそれぞれ１〜３回ずつと変化させることで転写の様子を確認した。【００６０】
図１１は、導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１を示す図であり、それぞれ、（Ａ）は電解重合時間が１０分を、（Ｂ）は電解重合時間が６０分の転写の様子を示す。図１１から明らかように、電解重合時間が１０分では完全な転写ができず、電解重合時間が６０分で完全な転写ができたことが分かる。【００６１】
図１２は、電解重合時間と剥離工程の体積変化回数との関係を示す図である。図１２の横軸は電解重合時間（分）である。図１２から明らかように、電解重合時間が３０分以上の場合は、体積変化の回数に関係なく転写が成功していることが分かる。電解重合時間が長いということは、電解重合されるＰＥＤＯＴ電極３Ａの量が多いということであり、その分ドープ時や脱ドープ時の体積変化量が大きいと考えられる。以上のことからＰＥＤＯＴ電極３Ａを作用電極１３のパターン２５から剥離させるためには、伸縮運動の回数よりも、伸縮の大きさが重要であることが分かった。【００６２】
（ＰＥＤＯＴ電極３Ａによる細胞の電気刺激）
導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１を使用し、筋管細胞の電気刺激を行った。
（筋管細胞ゲルシート）
導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１と組み合わせるための筋管細胞ゲルシートを作製した。この筋管細胞ゲルシートは、筋管細胞の収縮運動及びパターン構造を長期間維持するために筋管細胞のパターンをフィブリンゲルへ転写したものである。フィブリンゲルは血栓の主成分であり、フィブリノーゲンが重合してできるフィブリンで構成されるハイドロゲル２Ａである。フィブリンゲルはフィブリノーゲンに架橋材のトロンビンを混ぜることで容易に作製できる。フィブリンゲルは化学架橋によるハイドロゲル２Ａであり、網目構造を有している。図１３は、筋管細胞ゲルシートの写真と転写された細胞のパターンを示す図である。【００６３】
図１４は、導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１を用いた筋管細胞の電気刺激を説明する模式図である。
図１４に示すように、導電性高分子からなるパターン３を備えた多孔質構造体１はアクリル板３２上に配置され、アガロースゲル２Ａに形成されたＰＥＤＯＴ電極３Ａに筋管細胞ゲルシート３０が載置されている。ＰＥＤＯＴ電極３Ａの間隔は４００μｍである。Ｐｔ電極３３は、電気刺激装置３４とＰＥＤＯＴ電極３Ａとの電気的接触つまりコンタクトをとるために使用した。この際、筋管細胞ゲルシート３０が直接Ｐｔ電極３３に触れないように設置した。
ここで、ＰＥＤＯＴ電極３Ａの筋管細胞ゲルシート３０と接触しない左右端部上には、アクリル板３２が載置されている。つまり、導電性高分子からなるパターン３とＰｔ電極３３とは、Ｐｔ電極上部のアクリリル板３２と導電性高分子からなるパターン３が載置されるアクリル板３２とで挟み込まれることによって、電気的接触が保持されている。【００６４】
電気刺激装置(ＳＥＮ−７２０３、日本光電製)３４とアイソレータ(ＳＳ−２０２Ｊ、日本光電製)とを用いて、筋管細胞ゲルシート３０の電気刺激を行った。印加した電圧は６Ｖ、印加時間６００ｍｓｅｃ、インターバル１ｓｅｃの条件でパルスによる電気刺激を行った。【００６５】
（比較例）
アガロースゲル２ＡにＰＥＤＯＴ電極３Ａを介在させずに、直接Ｐｔ電極３３を接触させたものを比較例とした。【００６６】
図１５は、筋管細胞ゲルシート３０の電気刺激を光学顕微鏡で観察した様子を示す図であり、それぞれ（Ａ）は筋管細胞ゲルシート３０を、（Ｂ）は筋管細胞ゲルシート３０とＰＥＤＯＴ電極３Ａとの接触部を示している。
図１５（Ａ）から明らかように、電圧印加に伴って、囲った部分の筋管細胞ゲルシート３０が収縮運動していることが観察でき、ゲル２上に形成したＰＥＤＯＴ電極３Ａを用いて筋管細胞ゲルシート３０を電気刺激出来ることが確認できた。
図１５（Ｂ）のＰＥＤＯＴ電極３Ａ付近の拡大から明らかなように、筋管細胞ゲルシート３０の収縮運動と共にＰＥＤＯＴ電極３Ａ自体も収縮していることが確認できた。これはＰＥＤＯＴ電極３Ａが柔軟性の高いアガロースゲル２ＡとＰＥＤＯＴ３Ａのみで構成されているためであり、従来の電極基板では不可能である。【００６７】
さらに比較例として、アガロースゲル２Ａのみでの電気刺激の場合には、僅かな収縮運動が観察された。これはコンタクト用のＰｔ電極３３によるアガロースゲル２Ａ全体への電場形成が原因と考えられる。しかしこの収縮は非常に小さくＰＥＤＯＴ電極３Ａを転写したアガロースゲル２Ａの場合とは明らかに異なるものであった。さらに、コンタクト用のＰｔ電極３３だけでは界面容量が小さいため、Ｐｔ電極３３とアガロースゲル２Ａとのコンタクト部分で電気分解が起こり、気泡が発生してしまった。観察を続けると、発生した気泡が筋管細胞ゲルシート３０を押し上げていることが確認できた。【００６８】
ＰＥＤＯＴ電極３Ａを転写したアガロースゲル２Ａと筋管細胞ゲルシート３０を組み合わせることで筋管細胞ゲルシート３０の電気刺激ができることがわかる。筋管細胞ゲルシート３０は電気刺激に応じて繰り返し収縮運動をしており、その時、ＰＥＤＯＴ電極３Ａ自体も筋管細胞ゲルシート３０と同期して収縮していることが確認できた。
一方、ＰＥＤＯＴ電極３Ａを転写していないアガロースゲル２Ａは電気分解が起こり、気泡が発生した。実施例１のＰＥＤＯＴ電極３Ａと筋管細胞ゲルシート３０では、このような気泡の発生は見られず、筋管細胞ゲルシート３０の電気刺激に優れた電極であることが判明した。
【実施例２】
【００６９】
アガロースゲル２Ａをコラーゲンとした以外は、実施例１と同様に実施例２の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体１を作製した。導電性高分子からなるパターン３としてＰＥＤＯＴ電極３Ａを用い、実施例１と同様に筋管細胞の電気刺激を行うことができた。【００７０】
図１６（Ａ）は、実施例２の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体１の光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図である。図１６から明らかなように、黒いＰＥＤＯＴのパターン部分からなるＰＥＤＯＴ電極３Ａが崩れることなくコラーゲンへ転写されていることが分かる。
【実施例３】
【００７１】
アガロースゲル２Ａをグルコマンナンとした以外は、実施例１と同様に実施例３の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体を作製した。導電性高分子からなるパターン３としてＰＥＤＯＴ電極３Ａを用い、実施例１と同様に筋管細胞の電気刺激を行うことができた。【００７２】
図１７（Ａ）は、実施例３の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体１の光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図である。図１７から明らかなように、黒いＰＥＤＯＴのパターン部分からなるＰＥＤＯＴ電極３Ａが崩れることなくグルコマンナンへ転写されていることが分かる。
【実施例４】
【００７３】
アガロースゲル２Ａをポリアクリルアミドとした以外は、実施例１と同様に実施例４の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体を作製した。導電性高分子からなるパターン３としてＰＥＤＯＴ電極３Ａを用い、実施例１と同様に筋管細胞の電気刺激を行うことができた。【００７４】
図１８（Ａ）は、実施例４の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体１の光学像を示し、（Ｂ）はその模式的な説明図である。
図１８から明らかなように、黒いＰＥＤＯＴのパターン部分からなるＰＥＤＯＴ電極３Ａが崩れることなくポリアクリルアミドへ転写されていることが分かる。【００７５】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体は、生体適合性に優れており、柔軟な電極パッドとして、バイオ医療分野における細胞培養足場、細胞や組織と同期して伸縮可能な細胞刺激システム、バイオセンサー、高分子アクチュエータ等の分野へ適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲルからなる多孔質体と、該多孔質体上に配設される導電性高分子からなるパターンと、を備えたことを特徴とする、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記ゲルの含水率が７０〜９９％であることを特徴とする、請求項１に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項４】
前記ゲルは、ハイドロゲルからなることを特徴とする、請求項１又は３に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項５】
前記ハイドロゲルは、アガロースゲル、コラーゲン、グルコマンナン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート、ポリビニルピロリドンの何れかであることを特徴とする、請求項４に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項６】
前記導電性高分子は、ＰＥＤＯＴ、ポリピロール、ポリアセチレンの何れかであることを特徴とする、請求項１に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項７】
前記導電性高分子にはドーパントが添加されていることを特徴とする、請求項１又は６に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項８】
前記導電性高分子の導電率は、１０Ｓ／ｃｍ以上であることを特徴とする、請求項１、６、７の何れかに記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体。
【請求項９】
作用電極となる電極パターンを形成し、
上記作用電極パターンを導電性高分子の原料を含有した電解質液中に挿入し、
ゲルからなる多孔質体を上記作用電極パターン上に載置し、
所定時間電解重合を行うことによって、上記多孔質体上と上記電極パターンとの間に導電性高分子からなるパターンを析出し、
上記電極パターンから上記多孔質体を剥離することによって、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体を得ることを特徴とする、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記導電性高分子の原料は、該導電性高分子のモノマーであることを特徴とする、請求項９に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記電解重合の後、前記作用電極に負及び正の電圧を交互に少なくとも１回以上印加することを特徴とする、請求項９又は１０記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記電解質液に、さらにドーパントを含有させることを特徴とする、請求項９〜１１の何れかに記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１３】
前記ドーパントとしてＫＮＯ３を用いることを特徴とする、請求項１２に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記導電性高分子からなるパターンの最小線幅を、前記作用電極となる電極パターンの最小線幅よりも１μｍ〜１０μｍ広く形成することを特徴とする、請求項９〜１３の何れかに記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記ゲルを、アガロースゲル、コラーゲン、グルコマンナン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート、ポリビニルピロリドンの何れかとすることを特徴とする、請求項９に記載の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
課題を解決するための手段
［００１３］
上記第１の目的を達成するため、本発明の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体は、多孔質体とこの多孔質体上に配設される導電性高分子からなるパターンとを備えたことを特徴とする。
［００１４］
上記構成において、多孔質体は好ましくはゲルである。ゲルの含水率は、好ましくは７０〜９９％である。このゲルは、ハイドロゲルからなっていてよく、とくに好ましくはアガロースゲル、コラーゲン、グルコマンナン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート、ポリビニルピロリドンの何れかである。
導電性高分子は、ＰＥＤＯＴ、ポリピロール、ポリアセチレンの何れであってもよく、導電性高分子には、好ましくはドーパントが添加されている。導電性高分子の導電率は、好ましくは１０Ｓ／ｃｍ以上である。
［００１５］
上記第２の目的を達成するため、本発明の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体の製造方法は、作用電極となる電極パターンを形成し、作用電極パターンを導電性高分子の原料を含有した電解質液中に挿入し、多孔質体を上記作用電極パターン上に載置し、所定時間電解重合を行うことによって多孔質体と電極パターンとの間に導電性高分子からなるパターンを析出させ、電極パターンから多孔質体を剥離することによって、導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体を得ることを特徴とする。
［００１６］
上記構成において、導電性高分子の原料は、好ましくは導電性高分子のモノマーで成っていて、好ましくは、電解重合の後、作用電極に負及び正の電圧を交互に少なくとも１回以上印加する。
電解質液は、さらにドーパントを含有しており、このドーパントはＫＮＯ３であってよい。
導電性高分子からなるパターンの最小線幅は、作用電極となる電極パターンの最小線幅よりも１μｍ〜１０μｍ広く形成することが好ましい。
発明の効果
［００１７］
本発明の導電性高分子からなるパターンを備えた多孔質構造体によれば、
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
態とし、このゾル状溶液を型に流し、静置してゲル化するまで冷却する。例えば室温まで冷却すれば、容易に作製することができる。
［００２５］
多孔質体２に用いるゲルとしては、アガロースゲル２Ａ以外の材料として、コラーゲン、グルコマンナン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールやソフトコンタクトレンズ用ゲル等を用いることができる。ソフトコンタクトレンズ用ゲルとしては、ポリヒドロキシエチルメタアクリレート（Ｐｏｌｙ−ＨＥＭＡ）、ポリビニルピロリドンが挙げられる。
［００２６］
導電性高分子からなるパターン３に用いる導電性高分子としては、下記化学式（２）で表されるポリアセチレン、下記化学式（３）で表されるポリピロール、下記化学式（４）で表されるポリエチレンジオキシチオフェン（ｐｏｌｙ（ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙ）ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ、以下ＰＥＤＯＴと呼ぶ。）等を使用することができる。この他にも導電性高分子として、ポリチオフェン、ポリビチオフェン、ポリイソチオフェン、ポリドデシルチオフェン、ポリイソナフトチオフェン、ポリ−３−ヘキシルチオフェン、ポリアニリン、ポリイソチアナフテン、ポリチアジル、ポリフェニレン、ポリフルオレン、ポリジアセチレン、ポリアセン、ポリパラフェニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリフェニレンスルフィドなどを用いることができる。
［化２］
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［化３］
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【国際調査報告】
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